Diagnostic Performance of Rose Bengal, Competitive ELISA, and Native Hapten (NH) Assays in S19 Mass-Vaccinated Cattle in an Endemic Brucellosis Environment

Abstract

Vaccination with S19 is the best alternative to control bovine brucellosis, but depending on the immunization protocol, it may induce long-lasting antibodies interfering with diagnostic tests. Conjunctival vaccinated brucellosis-free heifers (Farm 1) produced antibodies detected in RBT and cELISA that disappeared <50 days after immunization. In contrast, heifers of Farm 1 subcutaneously vaccinated with S19 reduced dose produced antibodies detected in 10% of the bovines for up to one year. Sera of brucellosis-free vaccinated heifers did not immunoprecipitate native hapten polysaccharide (NH). In contrast, sera of Brucella-infected bovines readily immunoprecipitated NH. A Brucella abortus infected herd (Farm 2), previously vaccinated with RB51 and subjected to regular tests and slaughter until reaching negative serology, was mass vaccinated with S19 through either the conjunctival or subcutaneous routes with reduced and complete doses. Bovines of Farm 2 displayed sustained and increasing RBT and cELISA positive reactions for a protracted period, with ~5% bovines reacting against NH, indicating an anamnestic response upon contact with field Brucella. After an abortion and isolation of field B. abortus at day 225 in one cow of Farm 2, a significantly higher ratio of cELISA/RBT reactors was detected (2.5±1.6%) than in preceding days (0.9±0.2). Previous vaccination with RB51 did not modify the herd brucellosis situation or the serological results of S19-vaccinated bovines. We conclude that serial testing of RBT-positive animals with cELISA is not an adequate diagnostic strategy and that the NH immunoprecipitation test helps identify actively infected cows in herds submitted to mass vaccination with S19.

La vacunación con S19 es la mejor alternativa para controlar la brucelosis bovina, pero, dependiendo del protocolo de inmunización, puede inducir anticuerpos de larga duración que interfieren en las pruebas de diagnóstico. Las novillas libres de brucelosis vacunadas por vía conjuntival (Granja 1) produjeron anticuerpos detectables en la prueba RBT y en el cELISA, que desaparecieron en menos de 50 días tras la inmunización. Por el contrario, las novillas de la Granja 1 vacunadas por vía subcutánea con una dosis reducida de S19 produjeron anticuerpos detectados en el 10 % de los bovinos durante un máximo de un año. Los sueros de las novillas vacunadas libres de brucelosis no inmunoprecipitaban el polisacárido hapteno nativo (NH). Por el contrario, los sueros de los bovinos infectados por Brucella inmunoprecipitaban fácilmente el NH. Un rebaño infectado por Brucella abortus (Granja 2), previamente vacunado con RB51 y sometido a pruebas periódicas y sacrificio hasta alcanzar una serología negativa, fue vacunado masivamente con S19 por vía conjuntival o subcutánea con dosis reducidas y completas. Los bovinos de la Granja 2 mostraron reacciones positivas sostenidas y crecientes en la RBT y el cELISA durante un período prolongado, con aproximadamente un 5 % de los bovinos reaccionando contra el NH, lo que indica una respuesta anamnésica tras el contacto con Brucella de campo. Tras un aborto y el aislamiento de B. abortus de campo en el día 225 en una vaca de la Granja 2, se detectó una proporción significativamente mayor de animales reactivos en cELISA/RBT (2,5 ± 1,6 %) que en los días anteriores (0,9 ± 0,2). La vacunación previa con RB51 no modificó la situación de la brucelosis en el rebaño ni los resultados serológicos de los bovinos vacunados con S19. Concluimos que la realización de pruebas en serie de animales positivos al RBT mediante cELISA no es una estrategia diagnóstica adecuada y que la prueba de inmunoprecipitación NH ayuda a identificar vacas activamente infectadas en rebaños sometidos a vacunación masiva con S19.